CN104929142B - 一种组合围堰结构及其建造施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合围堰结构及其建造施工方法。由河道两岸浅水区的土石围堰和河道中心深水区的钢板桩围堰组成；钢板桩围堰位于两侧土石围堰之间，由多组填充砂石的主围堰格栅和副围堰格栅间隔延续构成；钢板桩围堰底部河床有人工抛投填砂形成用于钢板桩定位的基础覆盖层。施工方法包括抛投填砂形定位基础覆盖层，钢板桩插打和合拢围堰，围堰格栅抛填砂石，固结灌浆或高压旋喷灌浆防渗施工等步骤。本发明将土石坝围堰和钢板桩围堰结合部采用钢板桩嵌入固结结构使两种结构体较好融合，整体围堰结构更稳定；本发明采用形成定位基础覆盖层，该方法不需要进行安装槽水下施工，实现了高效优质的围堰施工。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程技术领域，特别涉及河道等水利工程中的围堰施工技术，具体的说，涉及一种水下组合围堰结构及其建造施工方法。
背景技术
围堰是指在水利工程建设中，为建造永久性水利设施修建的临时性围护结构，其作用是防止水和土进入水下结构物的修建位置，以便于围堰内进行干槽施工。围堰一般主要用于水工建筑中，除少数围堰作为正式水下结构物的一部分外，大部分围堰在用完后需要拆除。
目前，在水利行业，围堰设计形式一般都是单一形式，比如土石围堰、麻袋围堰、木板桩围堰、钢板桩围堰、双壁钢围堰、钢筋混凝土围堰、锁扣管桩围堰等。
在裸露基岩上的钢板桩围堰施工多采用沿钢板桩片插入位置的四周轮廓线，采用冲击式钻孔设备钻取多个咬合钻孔并相应形成供围堰底部固定的安装槽，然后回填安装槽，再对多片钢板桩进行插打及合拢施工，并形成合拢后的闭合围堰。虽然其施工工艺能满足钢板桩底部不因下部水流影响产生位移，但钻孔方式形成安装槽工期长，费用较高，且水下钻孔形成安装槽对钻孔位置精度要求高，控制难度较大。
将不同结构体及其材料构成的围堰组合应用，其组合体的结构布置与材料应用目前还没有进一步的研究。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种组合围堰结构及其建造施工方法。本发明的目的是提供一种多结构体组合的围堰，并进一步提供了组合围堰结构的施工方法及其在水下平面裸岩基础不开槽施工钢板桩围堰方法。
本发明通过以下技术方案实现：
首先本发明提供了组合围堰结构，其特征在于：由位于河道两岸浅水区的土石围堰和河道中心深水区的钢板桩围堰组成；所述钢板桩围堰位于两侧土石围堰之间，由钢板桩组合构成的多组主围堰格栅和副围堰格栅间隔延续构成，主围堰格栅和副围堰格栅中填充砂石。
所述钢板桩围堰底部河床有人工抛投填砂形成用于钢板桩定位的基础覆盖层。
所述主围堰格栅是由多个钢板桩通过锁扣结构连接构成的横截面为圆柱形的结构体，所述副围堰格栅是位于两主围堰格栅之间并通过多个钢板桩通过锁扣结构连接构成的结构体。
所述钢板桩围堰与两侧土石围堰连接处有一端与主围堰格栅或副围堰格栅焊接连接、另一端延伸入土石围堰中并固结的钢板桩。
本发明还进一步提供了上述组合围堰结构的建造施工方法，包括：采取人工抛投填砂形成用于钢板桩定位的基础覆盖层，形成水下裸岩基岩上有覆盖层的施工环境，将钢板桩经插打和合拢围堰完成钢板桩在基础覆盖层上的围堰施工，再进行土石围堰和钢板桩围堰各围堰格栅的抛填砂石施工，最后对土石围堰、钢板桩底部与基岩间防渗部位砂砾石接触区进行固结灌浆或高压旋喷灌浆防渗施工。
本发明有益性：本发明选择性地将土石坝围堰和钢板桩围堰组合，实现土石坝围堰与钢板桩围堰的优势互补，不但满足了围堰占用场地小的基本要求，达到围堰档水的目的，还有效地提高了施工速度，降低了施工费用；本发明将土石坝围堰和钢板桩围堰结合部采用钢板桩嵌入固结结构使两种结构体较好融合，整体围堰结构更稳定；本发明采用现场回填砂砾石料的方法进行裸露基岩上钢板桩围堰的施工，取消了水面钻孔形成安装槽的工作，有效地降低了施工成本，缩短了工程施工周期，提高了工作效率；通过抛投填砂形成用于钢板桩定位的基础覆盖层，形成水下裸岩基岩上有覆盖层的施工环境，再将钢板桩经插打和合拢围堰施工完成钢板桩围堰施工，该方法不需要进行安装槽水下施工，钢板桩安装定位准确且施工技术难度小，减少了设备要求，实现了高效优质的围堰施工。
附图说明
图1是本发明组合围堰结构平面示意图；
图2是本发明组合围堰结构垂直截面结构示意图；
图3是本发明组合围堰结合部钢板桩布置示意图；
图4是本发明组合围堰主、副格栅钢板桩布置示意图；
图5是钢板桩结构示意图；
图6是分支钢板桩结构示意图。
图中，1是左岸土石坝围堰，2是钢板桩围堰主格栅，3是钢板桩围堰副格栅，4是右岸土石坝围堰，5是组合围堰结合部，6是抛投填砂层，7是水下裸露基岩层表面。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。
结合图1至图6。
如图所示，组合围堰结构，由位于河道两岸浅水区的土石围堰和河道中心深水区的钢板桩围堰组成；钢板桩围堰位于两侧土石围堰之间，由钢板桩组合构成的多组主围堰格栅和副围堰格栅间隔延续构成，主围堰格栅和副围堰格栅中填充砂石。
钢板桩围堰底部河床有人工抛投填砂形成用于钢板桩定位的基础覆盖层。
主围堰格栅是由多个钢板桩通过锁扣结构连接构成的横截面为圆柱形的结构体，副围堰格栅是位于两主围堰格栅之间并通过多个钢板桩通过锁扣结构连接构成的结构体。
钢板桩围堰与两侧土石围堰连接处有一端与主围堰格栅或副围堰格栅焊接连接、另一端延伸入土石围堰中并固结的钢板桩。
上述组合围堰结构的建造施工方法，采取人工抛投填砂形成用于钢板桩定位的基础覆盖层，形成水下裸岩基岩上有覆盖层的施工环境，将钢板桩经插打和合拢围堰完成钢板桩在基础覆盖层上的围堰施工，再进行钢板桩围堰格栅和土石围堰的抛填砂石施工，最后对土石围堰、钢板桩底部与基岩间防渗部位砂砾石接触区进行固结灌浆或高压旋喷灌浆防渗施工。
如图1和图2所示，图中包括左岸土石坝围堰，中间钢板桩围堰，右岸土石坝围堰，左、右岸土石坝围堰分别位于左右岸浅水区，由于水位较浅，土石坝围堰加上两边边坡，坡脚部位仍然不超过施工规定的占地范围，此部位的填料可以采用土石混合料填筑，利用填料自身密实防渗；中间钢板桩围堰位于深水区，采用插入钢板桩片形成封闭的钢板桩格栅，将多个钢板桩格栅连接成线状，形成钢板桩围堰，钢板桩格栅内填砂砾料，然后进行钢板桩与基础接触的固结灌浆或高压旋喷灌浆防渗。
在进行钢板桩围堰施工时，结合最后土石坝围堰进行的抛填砂石施工，钢板桩围堰施工是重要的施工步骤，其具体包括以下步骤：
根据设计的围堰结构尺寸及施工位置，在河道中测量确定现场具体位置；
利用钢板桩施工时大型设备站立的工作平台，增加浮箱并架设皮带传输系统，向待施工的第一个钢板桩主格区域输送砂砾石料抛填，待钢板桩片插入区域抛填厚度大于2m后停止抛填；
导向架安装，在进行安装导框围檩时，先进行精确定位测量，打定位桩，调整至设计位置后进行固定；
为保证插桩顺利合拢，要求桩身垂直，第一组钢板桩设固定于围檩支撑上的导向梁，顺导向梁下插，使第一组钢板桩桩身垂直。安插钢板桩使用履带吊对钢板桩进行水平和垂直运输，将钢板桩运至指定位置，然后采用旋转直立器使钢板桩成垂直状态，吊运钢板桩移向安插位置，插入已就位的钢板桩锁口中采用大型吊车在工作平台上吊运钢板桩片沿第一个钢板桩主格周边安装就位，然后振动打桩插入回填的砂砾石料中，直到钢板桩片底部插入基岩面上；
待第一个钢板桩主格的钢板桩全部插入后，将格体内导向架拆除，然后架设皮带传输系统，向第一个钢板桩主格内输送砂砾石料抛填，砂砾石最大粒径小于100mm，一边抛填一边采用高压水进行冲动搅动，使砂砾料密实，直到第一个钢板桩主格全部填满；
重复以上步骤，进行第二个钢板桩主格施工，完成第二个钢板桩主格施工后，进行第一个与第二主格之间副格施工，直到所有钢板桩格栅施工完毕形成钢板桩围堰；再进行结合部钢板桩格栅施工时可同时进行土石坝围堰抛填砂施工。
对钢板桩底部与基岩间防渗部位砂砾石接触区进行固结灌浆或高压旋喷灌浆施工形成防渗体。
选择性的将土石坝围堰和钢板桩围堰组合，实现土石坝围堰与钢板桩围堰的优势互补，不但满足了围堰占用场地小的基本要求，达到围堰档水的目的，还有效地提高了施工速度，降低了施工费用。
如图3、图4和图6，图3是组合围堰结合部钢板桩布置示意图；图4是组合围堰主、副格栅钢板桩布置示意图；图中有分支结构的钢板桩可采用分支焊接结构，也可以采用分支锁扣结构连接；图6是分支钢板桩结构示意图，图中直线型钢板桩通过分支锁扣连接。
Claims (4)
1.一种组合围堰结构，其特征在于：由位于河道两岸浅水区的土石围堰和河道中心深水区的钢板桩围堰组成；所述钢板桩围堰位于两侧土石围堰之间，由钢板桩组合构成的多组主围堰格栅和副围堰格栅间隔延续构成，主围堰格栅和副围堰格栅中填充砂石；所述主围堰格栅是由多个钢板桩通过锁扣结构连接构成的横截面为圆柱形的结构体，副围堰格栅是位于两主围堰格栅之间并通过多个钢板桩通过锁扣结构连接构成的结构体。
2.根据权利要求1所述的组合围堰结构，其特征在于：所述钢板桩围堰底部河床有人工抛投填砂形成的用于钢板桩定位的基础覆盖层。
3.根据权利要求2所述的组合围堰结构，其特征在于：所述钢板桩围堰与两侧土石围堰连接处有一端与主围堰格栅或副围堰格栅焊接连接、另一端延伸入土石围堰中并固结的钢板桩。
4.根据权利要求1至3任一项所述的组合围堰结构的建造施工方法，其特征在于：采取人工抛投填砂形成用于钢板桩定位的基础覆盖层，形成水下裸岩基岩上有覆盖层的施工环境，将钢板桩经插打和合拢完成钢板桩在基础覆盖层上的围堰施工，再进行土石围堰和钢板桩围堰各围堰格栅的抛填砂石施工，最后对土石围堰、钢板桩底部与基岩间防渗部位砂砾石接触区进行固结灌浆或高压旋喷灌浆防渗施工。
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